氯喹和羥氯喹的應(yīng)用進展

魯卓林 劉力 孫燕燕

1天津市兒童醫(yī)院藥劑科300134；2天津市兒童醫(yī)院風(fēng)濕免疫科300134

0 引言

氯喹和羥氯喹是在奎寧的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上合成的新型抗瘧藥，因其具有用量少、安全性高等優(yōu)點被世界各國廣泛用于治療瘧疾。如今，羥氯喹作為免疫抑制劑應(yīng)用于風(fēng)濕病[1]，并被國際指南推薦為系統(tǒng)性紅斑狼瘡基礎(chǔ)用藥[2]。近年來，隨著對氯喹作用機制的深入研究，發(fā)現(xiàn)氯喹也是一種潛在的廣譜抗病毒藥物[3]，已通過體外實驗或動物模型證實其可有效抑制病毒感染。本文將這兩種藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、藥理作用及臨床使用現(xiàn)狀進行總結(jié)，以提高醫(yī)生對這兩個古老藥物的認識，從而發(fā)揮老藥新用的重要價值。

1 磷酸氯喹和硫酸羥氯喹的化學(xué)結(jié)構(gòu)和藥代動力學(xué)

歐洲人在17世紀應(yīng)用南美產(chǎn)的金雞納樹皮治療瘧疾，并于1820年從該樹皮中提取出抗瘧有效成分——奎寧，成為19世紀廣泛應(yīng)用的抗瘧藥。自19世紀20年代起，科學(xué)家相繼合成了伯氨喹、氯喹和乙胺嘧啶等化合物用于治療瘧疾。

抗瘧藥按結(jié)構(gòu)可分為喹啉類、青蒿素類、嘧啶類[4]。將堿性側(cè)鏈引入4-氨基喹啉衍生物可合成出氯喹有突出的速效殺蟲作用，主要用于控制癥狀發(fā)作?？诜揉竽c道吸收快而充分，1～2 h達到血藥濃度高峰，半衰期為2.5～10 d。大部分在肝內(nèi)代謝為去乙基氯喹，仍有抗瘧作用。羥氯喹化學(xué)結(jié)構(gòu)與氯喹相似，是氯喹4位氮原子上的乙基由羥乙基取代的衍生物，因此藥理作用相同[5]；其抗瘧作用與氯喹一樣，但毒性僅為氯喹的一半。硫酸羥氯喹片口服吸收迅速、完全，達峰時間約2～4.5 h，生物利用度約為74%，在眼、腎、肝、肺等器官廣泛分布，可通過胎盤，紅細胞中濃度比血漿濃度高2～5倍。其部分在肝臟代謝為具有活性的脫乙基代謝物，主要經(jīng)腎排泄。

2 氯喹和羥氯喹的臨床應(yīng)用

2.1 治療瘧疾

瘧疾是瘧原蟲引起的急性發(fā)熱性傳染病，臨床上以間歇性高熱、寒戰(zhàn)、大汗和脾大為特征。引起人類瘧疾的原蟲有5種，其中惡性瘧原蟲危害最大，可能導(dǎo)致多臟器功能異常，嚴重者可危及生命。

羥氯喹氨基側(cè)鏈兩個氮原子間有4個碳原子，此碳鏈長度恰與瘧原蟲體DNA雙螺旋淺溝之間的距離相適應(yīng)，使兩端氮原子與DNA兩個鏈上的磷酸根負離子結(jié)合；而7位上氯原子則與雙螺旋中鳥嘌呤上的帶正電的氨基產(chǎn)生靜電吸引，結(jié)果藥物分子牢固插人DNA雙螺旋之間，形成穩(wěn)定的復(fù)合物，從而影響DNA復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的合成，干擾原蟲的核酸代謝；同時干擾脂肪酸進入磷脂，減少谷氨酸脫氫酶和己糖激酶的合成[6]。

羥氯喹大量積聚于受感染的紅細胞內(nèi)，使瘧原蟲消化血紅蛋白的血紅蛋白酶受損，導(dǎo)致瘧原蟲所必需的氨基酸缺乏，并引起核糖核酸裂解，蟲體死亡，故對紅內(nèi)期裂殖體特別敏感[7]。

2.2 抗病毒

2.2.1 抗冠狀病毒

冠狀病毒的包膜上有20 nm的長管狀或纖維狀刺突，呈多形性花冠突起，是基因組最大的RNA病毒，主要感染成人或較大兒童，而引起普通感冒、咽喉炎或腹瀉。病毒經(jīng)飛沫、糞口途徑傳播，主要在冬春季流行，疾病的潛伏期平均為37 d。冠狀病毒的某些毒株還可引起嚴重急性呼吸綜合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）和中東呼吸綜合征（Middle East respiratory syndrome，MERS）等[8]。SARS主要有發(fā)熱、咳嗽、頭痛、肌肉痛及呼吸道感染等癥狀。

研究表明，冠狀病毒感染靶細胞與功能受體血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑2（ACE2）有關(guān)[9]。ACE2是一種含鋅的肽基二肽水解酶，細胞型存在于細胞表面，和SARS冠狀病毒的突刺蛋白（S-蛋白，由3個S1-S2異二聚體組成，是病毒生命周期的關(guān)鍵）結(jié)合，是病毒進入宿主細胞的門戶[10]；而血漿型存在體液中，可能是轉(zhuǎn)運病毒的載體。冠狀病毒經(jīng)由S-蛋白結(jié)合ACE2入侵人氣道上皮細胞[11]，下調(diào)ACE2表達而導(dǎo)致肺功能損傷。氯喹可改變冠狀病毒進入人體細胞受體ACE2的糖基化修飾，進而抑制病毒表面S-蛋白與ACE2相結(jié)合[12]，減少了S1亞單位的釋放，從而避免了病毒與靶細胞的融合。

氯喹和羥氯喹的相似之處在于它們都是弱堿性藥物，以未質(zhì)子化形式自發(fā)擴散迅速穿過細胞膜和細胞器，可升高內(nèi)涵體、溶酶體和高爾基囊泡的pH值，抑制內(nèi)涵體酸化[13]，阻止從高爾基體進入胞質(zhì)內(nèi)空泡的病毒出芽過程；在細胞內(nèi)吞的中期改變了內(nèi)涵體的成熟和功能，從而影響SARS冠狀病毒從早期內(nèi)涵體到內(nèi)溶酶體轉(zhuǎn)運[14]和病毒顆粒釋放。

比利時魯汶天主教大學(xué)的一項體外研究發(fā)現(xiàn)氯喹可抑制SARS冠狀病毒誘導(dǎo)的VeroE6細胞系中病毒復(fù)制，其 50%抑制濃度[IC50＝（8.8±1.2）um]與抗瘧治療的氯喹血藥濃度比較接近[15]。Adriaan等[16]通過細胞培養(yǎng)技術(shù)篩選抗MERS藥物（這些藥物來自美國食品藥品監(jiān)督管理局批準的化合物庫），發(fā)現(xiàn)氯喹可抑制病毒的復(fù)制。盡管氯喹的抗病毒作用仍需在動物模型中進行評估，但是這些實驗數(shù)據(jù)可為治療感染人獸共患冠狀病毒（如MERS病毒）的患者提供新的方向。

2.2.2 抗流感病毒

正黏病毒，是指對人或某些動物表面的黏蛋白有高度親和性、有包膜的、具有分節(jié)段的單負鏈RNA基因組的一類病毒，只有流行性感冒病毒一個種，分為甲（A）、乙（B）、丙（C）三型，其中甲型流感病毒（influenza A virus，IAV）抗原性易發(fā)生變異，多次引起世界性大流行。病毒感染呼吸道上皮細胞后，可迅速產(chǎn)生子代病毒并擴散和感染鄰近細胞，引起廣泛的細胞空泡變性；隨后患者出現(xiàn)畏寒、頭痛、發(fā)熱、渾身酸痛、鼻塞、流涕、咳嗽等癥狀。流感發(fā)病率高，但病死率低，死亡病例多見于伴有細菌性感染等并發(fā)癥的嬰幼兒、老人等。

流感病毒表面的糖蛋白在細胞酸性室介導(dǎo)病毒包膜與細胞膜融合,病毒血凝素與宿主呼吸道黏膜上皮細胞表面的受體唾液酸結(jié)合，以胞飲方式吞入病毒顆粒，可誘發(fā)細胞因子風(fēng)暴，導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)[17]。在體外，氯喹達到治療急性瘧疾的血藥濃度即可抑制IAV的復(fù)制[18]。氯喹通過升高內(nèi)涵體pH值以減少IAV釋放到胞漿中，在感染時氯喹的抑制作用最大[19]，感染2 h后抑制作用消失，表明起效時間與病毒/細胞融合的時間基本一致。氯喹體外的半最大效應(yīng)濃度（EC50）與血凝素介導(dǎo)病毒/細胞融合過程的靜電電位有明顯的相關(guān)性。此外，氯喹還可抑制參與唾液酸生物合成的醌還原酶2，進而減少流感病毒的復(fù)制[20]。

2.2.3 抗埃博拉病毒

埃博拉病毒屬于絲狀病毒科，有類脂包膜，表面有長約7 nm的糖蛋白突刺，可引起高致死性的出血熱，該病主要流行于非洲。

羥氯喹抗炎和免疫調(diào)節(jié)功能有益于治療埃博拉病毒感染及其引起的病理性損傷[21]。有研究表明，導(dǎo)致患者死亡的多器官衰竭和低血容量性休克不僅與病毒感染和易感細胞的破壞有關(guān)，還可能是單核細胞和巨噬細胞釋放促炎細胞因子和趨化因子。腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）與絲狀病毒病理學(xué)密切相關(guān)[22]，它能激活巨噬細胞釋放ROS、NO等介質(zhì)，導(dǎo)致內(nèi)皮細胞的通透性和感染性增加。羥氯喹可阻止巨噬細胞活化，抑制多種細胞分泌 TNF-α[23]。干擾素-γ（interferon-γ）在埃博拉病毒感染過程中是通過上調(diào)Fas和Fas配體的表達增加細胞對凋亡的敏感性發(fā)揮作用[24]；刺激單核細胞和巨噬細胞可產(chǎn)生新蝶呤及其衍生物，使病情惡化。羥氯喹抑制干擾素-γ有望成為治療埃博拉病毒的里程碑式療法[25]。

2.2.4 抗寨卡病毒

寨卡病毒感染子宮可導(dǎo)致小頭畸形等先天性缺陷，到目前為止對其還沒有特異性的治療方法，因此迫切需要發(fā)現(xiàn)能夠抑制其病毒復(fù)制的藥物。Delvecchio等[26]發(fā)現(xiàn)氯喹對入侵Vero細胞、人腦微血管內(nèi)皮細胞和人神經(jīng)干細胞中的寨卡病毒具有抗病毒活性，并證明氯喹在體外可以減少寨卡病毒感染細胞的數(shù)量。Li等[27]研究發(fā)現(xiàn)氯喹可保護胎鼠免受寨卡病毒感染引起的小頭畸形。

2.3 治療風(fēng)濕性疾病

羥氯喹已被證實治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（RA）等風(fēng)濕病臨床療效顯著[28]。羥氯喹可穩(wěn)定溶酶體膜，抑制包括磷脂酶A2在內(nèi)的許多酶的活性，減少前列腺素、白三烯的生成，以有效控制炎癥[29]。其次羥氯喹能影響Toll樣受體（Toll-1ike recepetor,TLR）相關(guān)機制，如抑制核酸感受器TLR活化，從而減少I型干擾素及促炎細胞因子的產(chǎn)生[30]；持續(xù)不斷地消耗細胞表面的受體，可使細胞對有絲分裂原的刺激反應(yīng)下降。兒童SLE預(yù)后遠比成人差。羥氯喹可用于所有的SLE兒童患者，尤其是癥狀輕微，僅表現(xiàn)光過敏、皮疹、關(guān)節(jié)炎或輕度漿膜炎的患兒，所用劑量應(yīng)為≤4～6 mg/（kg·d），最大劑量為400 mg/（kg·d）[31]。羥氯喹在緩解關(guān)節(jié)癥狀、皮疹及疲倦等癥狀及防止SLE復(fù)發(fā)、延長患兒生存、防治不可逆的系統(tǒng)損害、血栓形成和骨質(zhì)疏松等方面被證實有良好的效果。

羥氯喹具有抗血栓、保護心血管、抗菌和抗腫瘤的功能，因此對伴有感染、惡性腫瘤和血栓的系統(tǒng)性血管炎患者具有潛在的治療作用[32]。羥氯喹可改變抗C1q抗體水平C1酯酶抑制劑活性，有時能成為治療血管性水腫患者的很好的選擇[33]。法國血管炎研究組對全國低補體性蕁麻疹性血管炎患者進行的研究顯示，羥氯喹和糖皮質(zhì)激素一樣有效[34]。

2.4 其他領(lǐng)域

目前，超過30項臨床研究依據(jù)多種標(biāo)準治療方法評估不同癌癥類型中氯喹和羥氯喹的活性[35]，已有的科學(xué)證據(jù)支持二者可以治療癌癥，特別是與經(jīng)典抗癌藥物聯(lián)用可增強腫瘤細胞的藥物敏感性進而提高療效。氯喹作用于腫瘤基質(zhì)中的腫瘤血管、癌癥相關(guān)成纖維細胞和免疫系統(tǒng)。羥氯喹能抑制自噬潮[36]，影響腫瘤細胞和腫瘤微環(huán)境中的Toll樣受體-9、p53和CXCR4-CXCL12通路[37]。大多數(shù)氯喹和羥氯喹的臨床證據(jù)是在膠質(zhì)母細胞瘤[38]和腦轉(zhuǎn)瘤移患者中發(fā)現(xiàn)的，在肺癌、多發(fā)性骨髓瘤和肉瘤患者中也看到一些可喜的治療效果，這些數(shù)據(jù)將激勵醫(yī)藥學(xué)專家深挖二者的潛能。

炎癥是缺血性急性腎損傷的主要致病因素之一[39]，羥氯喹在缺血/再灌注損傷中發(fā)揮抗炎作用[40]。國外一個研究機構(gòu)首先用羥氯喹給小鼠灌胃7 d，然后構(gòu)建缺血/再灌注模型。結(jié)果顯示，羥氯喹可顯著減輕腎功能不全，減少腎損傷分子表達，增強HK-2細胞活力。此外，羥氯喹還能顯著減少巨噬細胞和中性粒細胞浸潤，抑制組織蛋白酶（CTSB和CTSL）介導(dǎo)的NLRP3炎癥小體活化[41]。

3 臨床應(yīng)用中的藥學(xué)監(jiān)護

3.1 不良反應(yīng)和毒性

抗瘧藥常見的不良反應(yīng)包括頭暈、頭痛、食欲缺乏、惡心、腹痛、耳鳴，反應(yīng)大多較輕，停藥后可自行消失。另一種重要但不常見的不良反應(yīng)是視網(wǎng)膜病變，長期使用可出現(xiàn)視網(wǎng)膜黃斑水腫和異常色素聚集，表現(xiàn)為視野內(nèi)出現(xiàn)暗點、睫狀肌調(diào)節(jié)障礙伴視覺模糊、視力下降，而這與用藥累積劑量密切相關(guān)，且兒童通常比成人嚴重。

3.2 長期藥物使用中的監(jiān)測

羥氯喹視網(wǎng)膜病變的危險因素：①藥物量：每日最大劑量大于5.0 mg/kg，其危險性增加。②療程用藥時間＞5年危險性增加。③合并肝腎疾病患者危險性增加[42]。長期服用的患者應(yīng)定期（間隔3～6個月）做眼科檢查，包括眼底黃斑區(qū)評估、視敏度、輸出裂隙燈、眼底鏡以及視野檢查。發(fā)生眼部不良反應(yīng)需立即停藥，多數(shù)可獲得改善，但也可能出現(xiàn)視網(wǎng)膜病變預(yù)后不良。

4 結(jié) 語

“開發(fā)新藥最有成效的方式就是從老藥開始”，隨著對氯喹和羥氯喹作用機理更深入的了解，二者會出現(xiàn)在越來越多的臨床試驗中，并通過這些研究獲得新的適應(yīng)證，逐步呈現(xiàn)老藥新用的臨床價值。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突